古代琺瑯質蛋白解密 揭開犀牛演化史新篇章
古生物學家近期從加拿大高緯度地區出土的始新世犀屬(Epiaceratherium sp.)化石牙齒中,成功提取出距今2400-2100萬年前(中新世早期)的琺瑯質蛋白序列。這項突破性發現顯示,該物種與其他犀科動物的演化分歧發生在始新世中期至漸新世期間(約4100-2500萬年前)。研究更重新定義了犀科兩大亞科——板齒犀亞科(Elasmotheriinae)與真犀亞科(Rhinocerotinae)的分化時間,推測應發生於漸新世(約3400-2200萬年前),較過去骨骼分析認定的年代更為近期。
圖片說明:藝術家筆下三種已滅絕犀牛物種的生態復原圖,前景為西伯利亞板齒犀(Elasmotherium sibiricum),中景為兩隻梅氏犀(Stephanorhinus kirchbergensis),遠景則為披毛犀(Coelodonta antiquitatis)。圖片來源:Beth Zaiken。
約克大學的馬克·迪金森博士團隊運用「手性胺基酸分析」技術,對始新世犀屬牙齒化石進行檢測,藉此釐清其中蛋白質的儲存狀況。透過比對蛋白質降解程度與既有犀牛樣本,研究團隊確認這些胺基酸確實源自原始化石,而非後期汙染所致。
「這些技術讓我們得以探索更古老的時空維度,實在令人驚嘆,」迪金森博士表示:「在既有古蛋白質研究基礎上,我們現在能提出更多關於地球生命演化的精彩問題。」
犀牛作為瀕危物種,其深時演化史研究具有特殊意義。透過追溯環境變遷與物種滅絕事件,科學家能更深入理解當今生物多樣性的形成過程。
傳統上,科學家主要依賴化石形態結構或近年發展的古DNA(aDNA)技術來重構滅絕物種的演化史。然而古DNA的儲存極限約為100萬年,難以應用於更久遠的演化研究。
雖然在中新世中晚期(約1000萬年內)的化石中曾發現古蛋白質,但過去能進行詳細序列分析、進而重建演化關係的樣本,年代上限僅400萬年。這項新研究大幅突破時間限制,證明在適當條件下,蛋白質確實能跨越漫長地質年代儲存下來。
同屬約克大學的法茲拉·穆尼爾博士指出:「從如此古老的樣本成功提取蛋白質,為全球擁有珍貴化石收藏的研究者開拓了新視野。這件重要化石將幫助我們解讀遠古歷史的奧秘。」
本項研究成果已刊登於《自然》期刊。
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參考文獻:
R.S. Paterson et al. 早期中新世犀科化石的系統發育資訊蛋白分析。《自然》期刊網路版,2025年7月9日發布;doi: 10.1038/s41586-025-09231-4